基于虚拟服务的异构网格工作流管理机制研究

论文摘要

作为一种新型的分布式资源共享方式,网格技术有效地整合了分布的计算资源、存储资源和信息资源。网格互操作研究是为了解决异构网格系统由体系结构和接口等方面的差别所带来的相互之间资源难以共享的问题。其中异构网格工作流管理整合异构网格系统的服务资源,将异构网格平台提供的原子服务包装成粒度更大、功能更强的复合服务,并部署在网格平台中。如何屏蔽异构网格平台服务之间的差别,如何提供一种灵活的服务组合方式,是研究的重点。现有的网格工作流管理机制一般采用静态服务组合的形式,可以实现异构网格服务复合的目标,但存在稳定性、通用性较差的问题,针对原子服务缺少必要的调度管理。为解决上述问题而提出的基于虚拟服务的异构网格工作流管理机制,向上符合BPEL4WS标准,向下屏蔽了异构网格服务的差别。该机制弥补了传统的基于BPEL4WS的工作流机制在服务选择和服务调度方面需要事先静态绑定的弱点,增加了服务备份、基于QoS的动态服务选择等功能,提高了工作流管理的灵活性和稳定性。此外,该机制采用了基于虚拟数据空间的数据传输方式,解决传统工作流管理中由于数据和服务无法分离所引起的紧耦合问题。基于该机制而设计的异构网格工作流管理系统VSFlow,采用分层结构,通过对异构网格服务的虚拟化,有效地屏蔽了中国教育科研网格支撑平台CGSP(ChinaGrid Support Platform)和织女星网格操作系统GOS(Grid Operating System)的服务资源在服务信息描述、服务调用方式等方面的差异,并在此基础上对虚拟服务增加了错误检测、动态服务调度等管理功能。此外,在VSFlow的设计中,在底层保留了方便其他网格平台加入的接口,提高了系统的可扩展性。测试结果表明,系统VSFlow能通过BPEL4WS动态,透明地组合和选择CGSP和GOS网格平台上的服务。与此同时,服务的虚拟化及对虚拟服务进行的各种管理所带来的响应时间的开销,与网格服务的复杂程度和服务运行时间无关,被基本控制在146.5ms至156.0ms的范围内,并没有使系统的性能明显下降。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 异构网格工作流管理研究背景
• 1.3 课题背景和研究目标
• 1.4 本文组织与结构
• 2 异构网格工作流管理系统VSFlow 的设计
• 2.1 异构网格互操作系统CSGrid
• 2.2 系统VSFlow 的体系结构
• 2.3 系统VSFlow 的功能结构
• 2.4 系统VSFlow 的处理流程
• 2.5 小结
• 3 系统VSFlow 的模型研究
• 3.1 传统工作流模型分析
• 3.2 异构网格工作流管理服务模型
• 3.3 异构网格工作流管理数据模型
• 3.4 小结
• 4 系统VSFlow 的主要实现技术
• 4.1 异构网格服务的虚拟化
• 4.2 代理层的负载均衡
• 4.3 分层用户管理
• 4.4 小结
• 5 系统测试
• 5.1 测试环境
• 5.2 功能测试
• 5.3 性能测试
• 5.4 小结
• 6 总结及未来工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间申请的国家发明专利目录